[发明专利]一种考虑配电网光、风、储三维相关性的综合概率模型建立方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电力系统的配电网综合负荷潮流建模领域，具体地说是一种考虑多种新能源入网时概率相关性的综合负荷建模方法。

背景技术：

随着配电网越来越多种新能源的接入，建立能准确描述多种新能源如：光伏、风机、电动汽车等并网时出力情况的模型越来越重要。受地球表面热辐射能量不均衡和地球自转的影响，光伏和风机的出力具有时变性和随机性，从统计规律来说它们随季节和昼夜更替具有明显的周期性，因此常常用概率模型来对光伏和风机在一定时间段的出力情况进行描述。

目前的研究成果中，对光伏和风能出力的经验描述广泛采用贝塔分布和威布尔分布，然而在不同的地理环境背景下使用同一经验分布模型可能会产生较大误差。由于同一地理空间范围内的光伏出力、风机出力和储能受同一温度和环境等气候因素影响，故其概率潮流模型之间具有一定的概率相关性，在现有的研究成果中并没有全面综合考虑概率潮流模型之间的概率相关性，从而导致模型估计精度差，影响进一步的潮流计算。

发明内容：

本发明是为避免上述现有技术理论所存在的不足，提供一种考虑配电网三维相关性的综合概率模型建立方法，以期能对新能源接入配网后的潮流输入情况进行更精确的描述，从而使得分布式接入配网的潮流输入更符合实际情况。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

一种考虑配电网光、风、储三维相关性的综合概率模型建立方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、获取配电网原始网络中光伏出力PPV、风机出力PW和储能出力PS 的样本观测序列表示光伏出力PPV的第t个采样值、表示风机出力PW的第t个采样值、表示储能出力P_S的第t个采样值；T表示采样个数， 1≦t≦T；

步骤2、建立光伏出力、风机出力、储能出力各自的核密度估计模型；

采用非参数核密度估计法对光伏出力、风机出力、储能出力进行估计，得到如式(1)所示的光伏出力的分布如式(2)所示的风机出力的分布式(3)所示的风机出力的分布

式(1)、式(2)和式(3)中，hPV、hW和hS表示光伏、风机和储能出力的核密度估计的光滑参数；PPV、PW和PS分别为光伏出力变量、风机出力变量和储能出力变量；

步骤3、将三种传统的二维Archimedean copula函数构造拓展至三维，基于此模型构造风光储出力相关性的对称型三维copula联合概率分布模型为：

非对称型三维Archimedean copula联合概率分布模型为：

式(4)中，为储能出力的估计值；φ(x)为对称型Archimedean copula 函数的生成元，为非对称型Archimedean Copulas函数的两个生成元，不同种copula函数其生成元不同，由三种不同生成元α为生成元参数，带入式(4)构造所得三维对称阿基米德copula函数：Gumbel copula、Frank copula和Clayton copula形式分别如下：

C_G(u₁,u₂,u₃)＝exp(-((-lnu₁)^α+(-lnu₂)^α+(-lnu₃)^α)^1/α)(6)

C_Cl(u₁,u₂,u₃)＝(u₁^-α+u₂^-α+u₃^-α-2)^-1/α(8)

由三类不同生成元：

其中α1、α2为生成元参数，且α2≥α1，带入式(5)得构造所得三维非对称阿基米德copula函数：Gumbel copula、Frank copula和Clayton copula 形式分别如下：

步骤4、建立包含以上六种三维Archimedean copula函数的混合copula联合概率模型如下：